趋同进化的范例
自然界的进化过程中,植物为了生存,必须有免于遭受侵害的战术。经过漫长岁月,植物逐渐形成了自己的一套防御术,有了抗拒“食客”的妙法。如一种藤状豆科植物,具有非常奇特的本领,就是能产生并积累大量 L—刀豆氨酸,这种氨基酸不是组成蛋白质的的基本成分,而是生物毒品,可以有效地杀死各种“贪婪”的“食客”,使得诸路“绿林好汉”都不敢冒然侵犯, 为保卫本种安全立下了汗马功劳。但是,“强中自有强中手”,这种剧毒植物竟也有自己的克星。有一种豆象就是专门取食该豆为主,它们丝毫不理会是否有毒,吃得津津有味,从来没有发生过中毒事故,L—刀豆氨酸为什么有毒?它对豆象为什么不起作用?
原来,L—刀豆氨酸的分子结构和 L—精氨酸的十分相似,后者是蛋白质基本成份。大多数“食客”细胞中那些以精氨酸作底物的酶,常常无法将二者区别开来,从而糊里糊涂地和 L—刀豆氨酸搭上关系,使合成出来的蛋白质在功能上和预期蛋白质差别极大,造成“食客”中毒。豆象不会中毒,是因为它在进化中,发展出一种能够区别刀豆氨酸和精氨酸的酶,从而避免了生成异常蛋白质,当然也就免却中毒事故了。
很有趣,豆象细胞对刀豆氨酸这份毒品,并不是粗暴一推了事,而是象精明的家庭主妇一样,化有毒为无毒,化无用为有用,将有用的东西,全部利用起来,绝无废弃。它先把刀豆氨酸断裂成尿素和另一种毒物 L—副刀豆氨酸,然后,经过一系列处理,把尿素和副刀豆氨酸用在了氨基酸的形成中。
那么,L—刀豆氨酸的生产者——豆科植物又是怎样运用该毒品的呢?原来,它免于多害的机理竟和豆象完全一样,它的细胞中也含有能区别两种氨基酸的酶,所以不至于形成错误蛋白质。
后来的研究证明,植物合成 L—刀豆氨酸的过程和豆象分解该毒品的步骤非常相似,所不同只是倒了一个头而已。这种不谋而合的生化一致性,太让人惊奇了,它生动地表明,自然设计师在选择最佳方案时,往往会不约而同地采取类似的计策。这就是生物学上非常著名的“趋同进化”现象。
你看,事情就是那么出乎意料,两种截然不同的生物,一个是绿色植物, 一个是机灵动物,它们的血缘关系相隔非常遥远,可是在解决共同的难题时, 竟一脉相通地使用了同样的手法,这是一幅多么微妙的趋同进化现象啊,其中内幕难道还不令人惊叹吗?!